中心議題：

• 天線建模與結構參數分析
• 天線實際測試結果

彎wan折zhe線xian結jie構gou在zai減jian小xiao天tian線xian尺chi寸cun和he改gai善shan天tian線xian帶dai寬kuan特te性xing方fang麵mian，已yi經jing成cheng為wei現xian代dai天tian線xian設she計ji的de新xin熱re點dian。為wei了le改gai善shan彎wan折zhe線xian天tian線xian的de性xing能neng，研yan究jiu者zhe針zhen對dui不bu同tong的de應ying用yong和he特te性xing要yao求qiu，提ti出chu了le多duo種zhong改gai進jin結jie構gou
，其qi中zhong主zhu要yao有you雙shuang彎wan折zhe線xian天tian線xian、折疊式彎折線天線、立體式彎折線天線、漸變式彎折線天線
、行波彎折線天線和彎折線縫隙天線。

本(ben)文(wen)提(ti)出(chu)一(yi)種(zhong)背(bei)麵(mian)帶(dai)有(you)耦(ou)合(he)貼(tie)片(pian)的(de)非(fei)均(jun)勻(yun)彎(wan)折(zhe)線(xian)單(dan)極(ji)子(zi)天(tian)線(xian)。通(tong)過(guo)時(shi)域(yu)有(you)限(xian)差(cha)分(fen)法(fa)
，研(yan)究(jiu)彎(wan)折(zhe)線(xian)各(ge)彎(wan)折(zhe)節(jie)的(de)幾(ji)何(he)尺(chi)寸(cun)對(dui)天(tian)線(xian)諧(xie)振(zhen)特(te)性(xing)的(de)影(ying)響(xiang)，並(bing)對(dui)耦(ou)合(he)貼(tie)片(pian)的(de)作(zuo)用(yong)進(jin)行(xing)了(le)分(fen)析(xi)，最(zui)後(hou)得(de)到(dao)一(yi)種(zhong)頻(pin)帶(dai)覆(fu)蓋(gai)IEEE802．11b／g(2．4～2．484GHz)和IEEE802．11a(5．15～5．35GHz，5．725～5．825GHz)的雙頻天線
，能夠滿足WLAN應用。

1天線建模與結構參數分析

非均勻彎折線的單極子天線結構如圖1所示。基板選用Rogers4350B基板，厚度為0．762mm，相對介電常數為3．48。為了分析方便
，將輻射元分成了3段
；天線的饋電采用了50Ω的微帶線。


1．1彎折節幾何參數對天線性能的影響

依次改變各彎折節的線長Ln(n=1，2，3)和線寬Wn(n=1，2，3)，計算出天線的第一諧振頻率f1和第二諧振頻率f2。通過比較f2／f1的變化來研究各彎折節幾何參數對天線諧振特性的調節作用。
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圖2示出了天線f2／f1隨各彎折節線長Ln的變化情況。圖2中，W=58mm，L=38mm，LG=17mm
，HB=3mm
，S1=S2=S3=1mm，W1=W2=W3=2mm。


圖2(a)～圖2(f)顯示了幾乎相同的變化趨勢。隨著彎折節線長Ln的增加，f2／f1逐漸減小，兩個諧振模式相互靠近。改變彎折線天線中各彎折節的線長，可以實現對第一和第二諧振模式的調整。

圖3給出了天線f2／f1隨著各彎折節線寬Wn的變化情況。圖3中，W=58mm
，L=38mm
，LG=17mm

，HB=3mm
，Sl=S2=S3=1mm
，L1=L2=L3=5mm。與圖2中隨彎折節線長Ln的變化相比

，f2／f1隨彎折節線寬Wn的變化較為複雜。


圖3(a)顯示了當W2=1mm時
，天線f2／f1隨著W1的變化情況。可以看出，隨著W1的增加
，f2／f1逐漸減小
，兩個諧振頻率逐漸靠近，並且在不同的W3下幾乎保持著幾乎相同的減小速率。

圖3(b)顯示了W3=1mm時，天線f2／f1隨W1的變化情況。可以看出，隨著W1的增加，f2／f1逐漸減小
，但隨著W2的增大，f2／f1減小的速率逐漸變小
，最後幾乎保持不變。[page]

圖3(c)顯示了W1=2mm時

，天線f2／f1隨W2的變化情況。在W3較小時
，隨著W2的增加
，f2／f1先是呈現增大趨勢；而後

，當W3增大到某一值時，f2／f1幾乎不隨W2的變化而變化；最後，隨著W3的繼續增大，f2／f1又呈現減小趨勢。

圖3(d)顯示了W3=2mm時
，天線f2／f1隨W2的變化情況。可以看出，在W1較小時，f2／f1先是呈現減小趨勢；而後，當W1增大到某一值時
，f2／f1幾乎不隨W2的變化而變化；最後，隨著W1的繼續增大，f2／f1又呈現增大趨勢。

圖3(e)顯示了W1=1mm時，天線f2／f1隨W3的變化情況。隨著W3的增加，f2／f1逐漸增加，並且隨著W2的增加，f2／f1增加速率逐漸減小。

圖3(f)顯示了W2=1mm時，天線f2／f1隨W3的變化情況。隨著W3的增加，f2／f1逐漸增加，並且在不同的W1取值下，基本保持相同的增加速率。

彎折線的線寬對天線f2／f1deyingxiang，keyilijieweigaibianwanzhejiedexiankuanjiugaibianlediyihedierxiezhenmoshidefushedianliufenbuzhuangtai，jinergaibianzhelianggemoshixiafusheyuandeyouxiaodianchangdu
，jiuzaochenglef2／f1的變化。W1和W3的作用正好相反，隨著W1的增加，f2／f1減小；隨著W3的增加，f2／f1增加；W2的作用正還處在W1和W3之間。根據上麵的討論可以得到，改變彎折線中天線各彎折節的線寬，可以實現對f2／f1的調整。

1．2耦合貼片幾何參數對天線性能的影響

圖4(a)顯示了耦合貼片的寬度(WB)分別取5mm，7mm，9mm，11mm和13mmshi，tianxiandehuibosunhaofangzhenquxian。ouhetiepiandekuanduduitianxianxiezhenxingnengdeyingxiangzhuyaojizhongzaigaopinduan。suizheouhetiepiankuandudezengjia，yououhetiepianchanshengdexiezhenmoshipipeitexingbianhao，tongshibenzhenggaocimoshixiangdipinyidongbingzhujianxiaoshi。



圖4(b)顯示了耦合貼片長度(LB)分別取7mm，9mm，11mm，13mm和15mm時shi
，天tian線xian的de回hui波bo損sun耗hao仿fang真zhen曲qu線xian。隨sui著zhe耦ou合he貼tie片pian長chang度du的de增zeng加jia
，天tian線xian的de最zui低di諧xie振zhen模mo式shi向xiang低di頻pin移yi動dong，同tong時shi匹pi配pei特te性xing變bian好hao

，但dan是shi阻zu抗kang帶dai寬kuan減jian小xiao。對dui於yu高gao頻pin段duan，當dangLB的取值小於9mm時
，耦合貼片產生的諧振模式並沒有出現，出現這種情況的原因可能是由於耦合貼片產生的諧振模式與本征高次模式重合。隨著LB繼續增加，耦合貼片產生的諧振模式出現並向低頻方向移動

，同時高頻段的兩個模式漸漸遠離。

圖4(c)顯示了耦合貼片距接地板高度(HB)分別為1mm，2mm，3mm，4mm和5mm時，天線的回波損耗仿真曲線。從圖中可以看出，所有諧振模式都向低頻方向移動。當耦合貼片距接地板高度為2～3m之間時，高頻段出現兩個諧振模式
；隨著耦合貼片距接地板高度繼續增加時
，高頻段的兩個諧振模式遠離
，同時匹配特性變差。

從(cong)上(shang)麵(mian)的(de)討(tao)論(lun)可(ke)以(yi)得(de)到(dao)，耦(ou)合(he)貼(tie)片(pian)對(dui)天(tian)線(xian)性(xing)能(neng)的(de)影(ying)響(xiang)主(zhu)要(yao)集(ji)中(zhong)在(zai)高(gao)頻(pin)段(duan)。合(he)理(li)選(xuan)擇(ze)耦(ou)合(he)貼(tie)片(pian)的(de)幾(ji)何(he)尺(chi)寸(cun)和(he)距(ju)接(jie)地(di)板(ban)的(de)高(gao)度(du)，可(ke)以(yi)在(zai)不(bu)影(ying)響(xiang)天(tian)線(xian)第(di)一(yi)諧(xie)振(zhen)模(mo)式(shi)的(de)基(ji)礎(chu)上(shang)，改(gai)善(shan)第(di)二(er)諧(xie)振(zhen)模(mo)式(shi)的(de)匹(pi)配(pei)特(te)性(xing)
，並(bing)擴(kuo)展(zhan)阻(zu)抗(kang)帶(dai)寬(kuan)。

2天線實際測試結果

在綜合考慮阻抗帶寬和輻射特性的基礎上，得到了以下的最優化天線幾何參數，其中L=29mm，L1=6mm，L2=6mm
，L3=6．5mm，W1=3mm，W2=1mm，W3=2．5mm
，S1=S2=S3=1mm，LB=11mm，WB=9mm，WG=26mm，HB=3mm，LG=7mm
，LMS=10mm。天線實物如圖5所示。[page]



圖6示出了非均勻彎折線單極子天線的回波損耗曲線。從圖中可以看出，仿真結果與實際測試結果比較吻合。低頻段測得的阻抗帶寬(S1-1<-10dB)約為O．5GHz(2．2～2．7GHz)；高頻段實際測得的阻抗帶寬(S11<-10dB)約為1．8GHz(4．48～6．28GHz)。圖7(a)～(c)分別示出了非均勻彎折線單極子天線在2．442GHz，5．25GHz和5．775GHz時的增益圖，增益分別為0．7dBi，1．65dBi和2．3dBi。

提ti出chu一yi種zhong背bei麵mian帶dai有you耦ou合he貼tie片pian的de平ping麵mian非fei均jun勻yun彎wan折zhe線xian單dan極ji子zi天tian線xian，通tong過guo改gai變bian彎wan折zhe線xian各ge彎wan折zhe節jie的de幾ji何he尺chi寸cun來lai調tiao節jie彎wan折zhe線xian天tian線xian中zhong第di一yi和he第di二er諧xie振zhen頻pin率lv的de相xiang對dui位wei置zhi，達da到dao雙shuang頻pin可ke調tiao的de目mu的de
；通過背麵耦合貼片來改善彎折線天線高次諧振模式的諧振特性，最後設計出一種頻帶覆蓋IEEE802．11b／g(2．4～2．48GHz)和IEEE802．11a(5.15～5.35GHz，5．725～5．825GHz)的雙頻彎折線單極子天線，在2．442GHz，5．25GHz和5．775GHz的增益分別為0．7dBi，1．65dBi和2．3dBi
，能夠滿足WLAN應用。